C++中深拷贝和浅拷贝的问题是很值得我们注意的知识点，如果编程中不注意，可能会出现疏忽，导致bug。本文就详细讲讲C++深浅拷贝的种种。
我们知道，对于一般对象：
int a = 1; int b = 2;
这样的赋值，复制很简单，但对于类对象来说并不一般，因为其内部包含各种类型的成员变量，在拷贝过程中就会出现问题
例如：
#include <iostream>
using namespace std;
class String
{
public:
String(char str = "")
:_str(new char[strlen(str) + 1]) // +1是为了避免空字符串导致出错
{
strcpy(_str , str);
}
// 浅拷贝
String(const String& s)
:_str(s._str)
{}
~String()
{
if(_str)
{
delete[] _str;
_str = NULL;
}
cout<<"~String()"<<endl;
}
void Display()
{
cout<<_str<<endl;
}
private:
char *_str;
};
void Test()
{
String s1("hello");
String s2(s1);
String.Display();
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
运行结果：
我们发现，编译通过了，但是崩溃了 = =ll ,这就是浅拷贝带来的问题。
事实是，在对象拷贝过程中，如果没有自定义拷贝构造函数，系统会提供一个缺省的拷贝构造函数，缺省的拷贝构造函数对于基本类型的成员变量，按字节复制，对于类类型成员变量，调用其相应类型的拷贝构造函数。原型如下：
String(const String& s)
{}
但是，编译器提供的缺省函数并不是十全十美的。
缺省拷贝构造函数在拷贝过程中是按字节复制的，对于指针型成员变量只复制指针本身，而不复制指针所指向的目标--浅拷贝。
用图形象化为：
在进行对象复制后，事实上s1、s2里的成员指针 _str 都指向了一块内存空间（即内存空间共享了），在s1析构时，delete了成员指针 _str
所指向的内存空间，而s2析构时同样指向（此时已变成野指针）并且要释放这片已经被s1析构函数释放的内存空间，这就让同样一片内存空间出现了
“double free”
，从而出错。而浅拷贝还存在着一个问题，因为一片空间被两个不同的子对象共享了，只要其中的一个子对象改变了其中的值，那另一个对象的值也跟着改变。所以这不是我们想要的结果，同事也不是真正意义上的复制。
为了解决浅拷贝问题，我们引出深拷贝，即自定义拷贝构造函数，如下：
String(const String& s)
:_str(new char[strlen(s._str) + 1])
{
strcpy(_str , s._str);
}
这样在运行就没问题了。
那么，程序中还有没有其他地方用到拷贝构造函数呢？
答案：当函数存在对象型的参数（即拷贝构造）或对象型的返回值（赋值时的返回值）时都会用到拷贝构造函数。
而拷贝赋值的情况基本上与拷贝复制是一样的。只是拷贝赋值是属于操作符重载问题。例如在主函数若有：String s3; s3 = s2; 这样系统在执行时会调用系统提供的缺省的拷贝赋值函数，原型如下：
void operator = (const String& s)
{}
我们自定义的赋值函数如下：
void operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
strcpy(_str,s._str);
}
return *this;
}
但是这只是新手级别的写法，考虑的问题太少。我们知道对于普通变量来讲a=b返回的是左值a的引用，所以它可以作为左值继续接收其他值(a=b)=30,这样来讲我们操作符重载后返回的应该是类对象的引用（否则返回值将不能作为左值来进行运算），如下：
String& operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
strcpy(_str,s._str);
}
return *this;
}
而上面这种写法其实也有问题，因为在执行语句时，_str 已经被构造已经分
配了内存空间，但是如此进行指针赋值，_str 直接转而指向另一片新new出来的内存空间，而丢弃了原来的内存，这样便造成了内存泄露。应更改为：
String& operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
delete[] _str;
_str = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(_str,s._str);
}
return *this;
}
同时，也考虑到了自己给自己赋值的情况。
可是这样写就完善了吗？是否要再仔细思索一下，还存在问题吗？！其实我可以告诉你，这样的写法也顶多算个初级工程师的写法。前面说过，为了保证内存不泄露，我们前面 delete[] _str，然后我们在把new出来的空间给了_str，但是这样的问题是，你有考虑过万一 new 失败了呢？！内存分配失败，m_psz没有指向新的内存空间，但是它却已经把旧的空间给扔掉了，所以显然这样的写法依旧存在着问题。一般高级工程师的写法会是这样的：
String& operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
char *tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(tmp , s._str);
delete[] _str;
_str = tmp;
}
return *this;
}
这样写就比较全面了。
但是！！！还有元老级别的大师写的更加简便的拷贝构造和赋值函数，我们一睹为快：
<元老级拷贝构造函数>
String(const String& s)
:_str(NULL)
{
String tmp = s._str;
swap(_str , tmp._str);
}
<元老级赋值函数>
// 1.
String& operator=(const String& s)
{
if(_str ！= s._str)
{
String tmp = s._str;
swap(_str , tmp._str);
}
return *this;
}
// 2.
String& operator=(String& s)//在此会拷贝构造一个临时的对象s
{
if(_str != s._str)
{
swap(_str ,s._str);// 交换this->_str和临时生成的对象数据成员s._str,离开作用域会自动析构释放
}
return *this;
}
看出端倪了么？
事实上，这是借助了以上自定义的拷贝构造函数。定义了局部对象 tmp，在拷贝构造中已经为 tmp 的成员指针分配了一块内存，所以只需要将 tmp._str 与this->_str交换指针即可，简化了程序的设计，因为 tmp 是局部对象，离开作用域会调用析构函数释放交换给 tmp._str 的内存，避免了内存泄露。
这是非常值得我们学习和借鉴的。
这是本人对C++深浅拷贝的理解，若有纰漏，欢迎留言指正 ^_^
附注整体代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class String
{
public:
String(char *str = "")
:_str(new char[strlen(str) + 1])
{
strcpy(_str , str);
}
// 浅拷贝
String(const String& s)
:_str(s._str)
{}
//赋值运算符重载
//有问题，会造成内存泄露。。。
String& operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
strcpy(_str,s._str);
}
return *this;
}
// 深拷贝 <传统写法>
String(const String& s)
:_str(new char[strlen(s._str) + 1])
{
strcpy(_str , s._str);
}
//赋值运算符重载
//一. 这种写法有问题，万一new失败了。。
String& operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
delete[] _str;
_str = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(_str,s._str);
}
return *this;
}
//二. 对上面的方法改进，先new后delete，如果new失败也不会影响到_str原来的内容
String& operator=(const String& s)
{
if(_str != s._str)
{
char *tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(tmp , s._str);
delete[] _str;
_str = tmp;
}
}
// 深拷贝 <现代写法>
String(const String& s)
:_str(NULL)
{
String tmp = s._str;
swap(_str , tmp._str);
}
//赋值运算符的现代写法一：
String& operator=(const String& s)
{
if(_str ！= s._str)
{
String tmp = s._str;
swap(_str , tmp._str);
}
return *this;
}
//赋值运算符的现代写法二：
String& operator=(String& s) //在此会拷贝构造一个临时的对象s
{
if(_str != s._str)
{
swap(_str ,s._str);//交换this->_str和临时生成的对象数据成员s._str,离开作用域会自动析构释放
}
return *this;
}
~String()
{
if(_str)
{
delete[] _str;
_str = NULL;
}
cout<<"~String()"<<endl;
}
void Display()
{
cout<<_str<<endl;
}
private:
char *_str;
};
void Test()
{
String s1;
String s2("hello");
String s3(s2);
String s4 = s3;
s1.Display();
s2.Display();
s3.Display();
s4.Display();
}
int main()
{
Test();
return 0;
}